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2023 年度 実績報告書

乳児自発運動時の感覚-運動ダイナミクスを利用した行動発達モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 21K11495
研究機関東京大学

研究代表者

金沢 星慶  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (60744993)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード感覚運動発達 / 新生児 / 乳児 / シミュレーション / 筋骨格
研究実績の概要

ヒトは出生前から生後1-2年で様々な行動を獲得するが、その背景には基本的な運動機能や感覚情報処理機能の発達が存在する。ここでの発達では単に神経学的
に成熟によるものだけでなく、運動/行動時に生じる多種多様な運動情報および感覚情報の学習、統合などが重要と考えられる。一方で、ヒトや生物が持つ多種多様かつ大量の運動/感覚情報が実際の行動時にどのように利用されているか?利用するためにどのように学習しているか?は明確ではない。本研究では、発達過程に生じる複雑な行動の獲得に必要な報酬や条件を追求するため、感覚-運動情報構造に着目した強化学習モデルを提案する。

本年度は、これまで開発を進めてきたシミュレータと計測の両輪で研究を進めた。
前者に関しては乳児の記憶や運動主体感に関する研究に用いられるモビール課題を想定し、内発的動機づけを用いた強化学習モデルによるシミュレーションを構築した。これまでモビール課題における運動創発や学習を説明するモデルには物理的要素が含まれていなかったが、昨年度までに開発した物理シミュレータを用いることで、モビール-乳児間の物理的相互作用を導入した。その結果、これまでのモデルでは説明されていなかったモビール切断直後の一時的な運動増加を再現することに成功した。
後者に関しては、昨年度まで行っていた乳幼児の運動計測において皮膚モデルを導入したよりリアルなモーションキャプチャを実現した。これにより、様々な運動だけでなく感覚の推定も容易となる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Homeostatic Reinforcement Learning through Soft Behavior Switching with Internal Body State2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Naoto、Kanazawa Hoshinori、Kuniyoshi Yasuo
    • 雑誌名

      International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/IJCNN54540.2023.10191925

    • 査読あり
  • [学会発表] Intrinsic Motivation-Based Model in Physical Interaction for Early Development of a Sense of Agency2024

    • 著者名/発表者名
      Huang E, Kanazawa H, Kim D, Abe Y, Kuniyoshi Y
    • 学会等名
      The IEEE International Conference on Development and Learning (ICDL) conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Generated Prediction Error: Internal Belief as Isolated Predictor2024

    • 著者名/発表者名
      Kim D, Kanazawa H, Kuniyoshi Y
    • 学会等名
      The IEEE International Conference on Development and Learning (ICDL) conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Homeostatic reinforcement learning explains foraging strategies2023

    • 著者名/発表者名
      Arikawa E, Yoshida N, Kanazawa H, Kuniyoshi Y.
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Modal Representation Learning for Mapping Between Body Motion and Visual Imagery2023

    • 著者名/発表者名
      Julg T, Walter F, Kim D, Kanazawa H, Knoll S, Kuniyoshi Y
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層恒常性強化学習と内受容感覚に基づく方策選択機構2023

    • 著者名/発表者名
      吉田尚人,金沢星慶,國吉康夫
    • 学会等名
      2023年度人工知能学会全国大会(第37回)
  • [学会発表] 赤ちゃんが運動から得ているもの2023

    • 著者名/発表者名
      金沢星慶
    • 学会等名
      第23回日本赤ちゃん学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 感覚と運動のつながりの初期発達2023

    • 著者名/発表者名
      金沢 星慶
    • 学会等名
      第17回Motor Control研究会
    • 招待講演
  • [図書] 子どもの感覚運動機能の発達と支援-発達の科学と理論を支援に活かす-改訂第2版2024

    • 著者名/発表者名
      金沢星慶(章担当),儀間 裕貴 (編集), 大城 昌平 (編集)
    • 総ページ数
      384
    • 出版者
      メジカルビュー社
    • ISBN
      978-4-7583-2251-5
  • [備考] Kanazawa’HP

    • URL

      https://www.isi.imi.i.u-tokyo.ac.jp/~kanazawa/

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公開日: 2024-12-25  

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